CN117116002A - 一种基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统，包括第一穿戴设备、第二穿戴设备、云端存储模块、上位控制模块和健康管理模块，通过第一穿戴设备和第二穿戴设备对被测目标的生理数据、运动数据和地理位置数据进行实时检测，并将检测到的数据传输至云端存储模块，上位控制模块确定被测目标的地理范围边界、生理数据警戒范围，以及运动数据警戒范围，健康管理模块根据实时检测结果是否触发警戒触发条件判定是否发出警报，提高了系统的检测准确性，缩短了检测时间，并且保证了被测目标的生命健康。

Description

一种基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统。

背景技术

现有的远程智能鞋品种多样，虽然能对弱势群体如老人、智障患者和小孩进行远程定位，以避免该弱势群体走失，同时对人体心率、脉搏、血压等数据实时监测功能，给监护提供一定方便，但是在检测的标准大多是针对大数据设定的标注，易出现报警错误的现象。

中国专利公开号CN212489875U公开了一种具有远程实时定位及检测身体心率、脉搏的鞋，包括鞋底、鞋垫、鞋面、智能感应及控制装置和手机APP，其中，所述鞋底、鞋垫和鞋面构成鞋子本体，所述鞋面连接于鞋底上，所述鞋底上设有与鞋面内壁贴合的气囊带，该实用新型能够对使用者进行远程定位，以避免弱势群体如老人、智障患者和小孩走失，同时通过电子血压计、导气管反复向气囊带进行充放气，以监测使用者的实时血压、心率及脉搏，并当使用者的血压、心率及脉搏值异常时发出预警，同时发出远程报警，使监护更为方便，能够实现现场环境的视频监控，方便监护人员第一时间了解现场情况，且兼具人体足部温度监测以及环境亮度监测的功能；由此可见，现有技术中具有远程实时定位及检测身体心率、脉搏的鞋存在以下问题：若鞋检测信息出现较大误差时无法矫正，容易出现错误报警，造成使用者生命安全无法及时保证的结果。

发明内容

为此，本发明提供一种基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统，用以克服现有技术中实时定位检测耗电量大，且若鞋检测信息出现较大误差时无法矫正，容易出现错误报警的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统，包括：

第一穿戴设备，其用以通过第一穿戴方式设置在被测目标上，用以采集被测目标的生理数据、运动数据和所在地理位置数据；

第二穿戴设备，其在第一匹配条件下，与对应的单个所述第一穿戴设备连接，用以采集被测目标的生理数据、运动数据和地理位置数据，以及获取第一穿戴设备采集各数据，并对所述被测目标的位置数据进行校正；

云端存储模块，其分别与所述第一穿戴设备以及所述第二穿戴设备相连，用以获取第一穿戴设备和/或第二穿戴设备的采集数据进行存储；

上位控制模块，其与所述云端存储模块相连，用以设定被测目标的地理范围边界、生理数据警戒范围，以及运动数据警戒范围；

健康管理模块，其与所述上位控制模块相连，用以根据第一穿戴设备和/或第二穿戴设备采集的被测目标的生理数据、运动数据和所在地理位置数据，并根据设定的各警戒范围设定警戒触发条件，并在触发时向被测目标发出对应警告；

其中，所述第一穿戴方式为穿戴至被测目标脚部，所述第一匹配条件为所述第二穿戴设备与所述第一穿戴设备相距预设距离，且第二穿戴设备采集的至少两个被测目标的生理数据与第一穿戴设备采集的对应数据相同。

进一步地，所述第一穿戴设备整体设置为鞋型，其中包括：

智能计步单元，包括第一计步器和第二计步器，分别设置在所述第一穿戴设备的两只鞋底，用以计算被测目标的步数，智能计步单元根据第一计步器和第二计步器竖直变化的高度差判断对应移动是否为步行移动；

定位单元，设置在所述第一穿戴设备的鞋面与鞋底的交界处，用以根据被测目标的运动方向和运动加速度确定被测目标的步态并通过步态数据和计步数据确定被测目标的移动位置数据；

气压检测单元，设置在所述第一穿戴设备的鞋面顶部，用以检测被测目标当前所在地的环境气压；

摔倒报警单元，其分别设置在所述第一穿戴设备的两只鞋的鞋外侧面，与所述定位单元连接，用以检测被测目标的生理数据，并根据分别设置在两只鞋上的陀螺仪的检测结果判断被测目标是否摔倒，以及在判定被测目标摔倒时发出警报寻求帮助；

数据传输单元，其用以将所述定位单元、所述智能计步单元和所述气压检测单元采集的各数据传递至所述第二穿戴设备或所述上位控制模块；

连接匹配单元，其用以通过发送对应的匹配信号与所述第二穿戴设备和所述云存储模块建立信息传输通道；

采集控制单元，其与所述智能计步单元、所述定位单元和所述气压检测单元相连，用以根据所述第一穿戴设备当前电量和被测目标的当前步态控制各个检测单元是否工作；

供电单元，其与所述智能计步单元、所述定位单元、所述气压检测单元、所述摔倒报警单元、所述数据传输单元、所述连接匹配单元和所述采集控制单元相连，用以向各个单元提供电能。

进一步地，所述第一穿戴设备的所述采集控制单元设置有匹配采集规则，包括：

在第一电量条件下，控制第一穿戴设备采集生理数据和地理位置数据并控制第二穿戴设备采集生理数据、运动数据和地理位置数据；

在第二电量条件下，控制第一穿戴设备采集生理数据、运动数据和地理位置数据并控制第二穿戴设备采集生理数据和地理位置数据；

其中，所述第一电量条件为第一穿戴设备的剩余电量百分比小于等于第二穿戴设备的剩余电量百分比，所述第二电量条件为第一穿戴设备的剩余电量百分比大于第二穿戴设备的剩余电量百分比。

进一步地，所述采集控制单元设置有采集周期控制策略，包括：

在第三电量条件下，控制第一穿戴设备的各数据的采集周期增大；

在第四电量条件下，控制第一穿戴设备的智能计步单元停止计步，向所述健康管理模块传输当前被测目标的位置信息并且控制定位单元停止确定被测目标的步态；

其中，所述第三电量条件为第一穿戴设备的供电单元当前电量低于电量最大值的20％；所述第四电量条件为第一穿戴设备的供电单元当前电量低于电量最大值的10％。

进一步地，所述定位单元包括：

方向感应器，其用以根据以方向传感器为中心定义的空间上的8个象限确定被测目标每次改变方向时新的移动方向；

速度感应器，其用以确定被测目标的移动速度，并确定被测目标的移动状态；

加速度感应器，其设置在所述定位单元靠近鞋最前端一侧，加速度传感器中设置有由轻质材料制造成的质量块，用以根据质量块受到的惯性力测量被测目标运动加速度。

进一步地，所述定位单元根据被测目标的运动方向和运动加速度确定被测目标的步态并通过步态数据和计步数据确定被测目标的移动位置数据，被测目标的当前位置由下式确定：

L为当前位置，l为当前测量的初始位置，为单次步态矢量，为第i次步态矢量，n为本次测量的总步态数。

进一步地，所述云端存储模块根据所述第二穿戴设备的数据矫正所述第一穿戴设备传递的数据；

若第二穿戴设备的定位数据与第一穿戴设备的定位数据偏差超出范围，所述云端存储模块根据方向偏差和距离偏差确定定位单元的调整方式；

若方向偏差超出预设方向偏差范围且距离偏差小于预设距离偏差范围，所述云端存储模块采用方向矫正向量矫正采集的所述运动方向，并计算被测目标的移动位置数据；

若方向偏差小于预设方向偏差范围且距离偏差大于等于预设距离偏差范围，所述云端存储模块采用步长矫正量矫正采集的步长数据，并计算被测目标的移动位置数据；

若方向偏差大于等于预设方向偏差范围且距离偏差大于等于预设距离偏差范围，所述云端存储模块采用方向矫正向量矫正采集的所述运动方向和步长矫正量矫正采集的步长数据，并计算被测目标的移动位置数据。

进一步地，所述定位单元根据单个运动周期的运动方向确定运动形态，并根据运动形态确定气压检测单元的工作方式；

若运动方向为第一运动方向，判定被测目标为高度方向运动，并控制所述气压检测单元开始工作检测被测目标的高度；

若运动方向为第二运动方向，判定被测目标为长度方向运动，并控制所述气压检测单元关闭；

其中，所述第一运动方向为被测目标在运动周期末的位置与运动周期初始位置连线与水平方向夹角大于等于10°；所述第二运动方向为被测目标在运动周期末的位置与运动周期初始位置连线与水平方向夹角小于10°。

进一步地，所述健康管理模块根据所述上位控制模块设定的各个警戒范围进行检测，并在对应的所述警戒触发条件下向报警终端发送报警信息；

其中，对应的警戒触发条件分为生理警戒触发条件、运动警戒触发条件和地理位置警戒触发条件。

进一步地，所述报警终端包括：

单个接收终端，用于接收检测的被测目标各项生理数据、运动数据和地理位置数据；

对应的所述第一穿戴设备或第二穿戴设备报警终端，其与所述第一穿戴设备和所述第二穿戴设备连接，用于在检测到被测目标的各项生理数据、运动数据和地理位置数据达到对应的警戒触发条件下时进行报警。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过第一穿戴设备和第二穿戴设备对被测目标的生理数据、运动数据和地理位置数据进行实时检测，并将检测到的数据传输至云端存储模块，上位控制模块确定被测目标的地理范围边界、生理数据警戒范围，以及运动数据警戒范围，健康管理模块根据实时检测结果是否触发警戒触发条件判定是否发出警报，提高了系统的检测准确性，缩短了检测时间，并且保证了被测目标的生命健康。

进一步地，本发明通过第一穿戴设备采集被测目标的生理数据、运动数据和所在地理位置数据，对被测目标实时定位，为健康管理单元提供数据基础，可以检测到被测目标是否摔倒并发出报警寻求帮助，保证被测目标的生命安全。

进一步地，本发明通过设置在不同电量下的工作条件，保证可以实时检测被测目标的地理位置数据和生理数据，保证检测被测目标的地理位置状态和生理状态，进一步被测目标的生命安全。

进一步地，本发明通过被测目标的步态和被测目标的步态数据和计步数据确定被测目标的位置，实时测量各种信息保证了对被测目标定位的准确性，同时也可以保证低电量状态下的位置准确性。

进一步地，本发明在第二穿戴设备的定位数据与第一穿戴设备的定位数据偏差超出范围通过不同的调整方式对定位单元进行调整，保证了对被测目标定位的准确性，并且不影响其他数据的检测，保证系统的工作状态。

进一步地，本发明根据被测目标是否进行高度方向运动调整气压检测单元的工作状态，减少了供电单元的电量消耗，提高了系统的续航能力，增加了对被测目标的检测时间。

进一步地，本发明通过设置警戒触发条件向被测目标进行报警，可以根据被测目标设定对应的警戒触发条件，保证报警的准确率，避免提前报警给被测目标带来困扰，且避免报警延迟威胁到被测目标生命健康。

附图说明

图1为本发明基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统的结构框图；

图2为本发明基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统的工作流程示意图；

图3为本发明基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统的工作示意图；

图中：1，鞋面；2，鞋底；3，智能计步单元；4，定位单元；5，气压检测单元；6，摔倒报警单元；7，数据传输单元；8，连接匹配单元；9，采集控制单元；10，供电单元。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和图2所示，其为本发明基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统的结构框图和工作流程示意图；

本发明提供一种基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统，包括：

第一穿戴设备，其用以通过第一穿戴方式设置在被测目标上，用以采集被测目标的生理数据、运动数据和所在地理位置数据；

第二穿戴设备，其在第一匹配条件下，与对应的单个所述第一穿戴设备连接，用以采集被测目标的生理数据、运动数据和地理位置数据，以及获取第一穿戴设备采集各数据，并对所述被测目标的位置数据进行校正；

云端存储模块，其分别与所述第一穿戴设备以及所述第二穿戴设备相连，用以获取第一穿戴设备和/或第二穿戴设备的采集数据进行存储；

上位控制模块，其与所述云端存储模块相连，用以设定被测目标的地理范围边界、生理数据警戒范围，以及运动数据警戒范围；

健康管理模块，其与所述上位控制模块相连，用以根据第一穿戴设备和/或第二穿戴设备采集的被测目标的生理数据、运动数据和所在地理位置数据，并根据设定的各警戒范围设定警戒触发条件，并在触发时向被测目标发出对应警告；

其中，所述第一穿戴方式为穿戴至被测目标脚部，所述第一匹配条件为所述第二穿戴设备与所述第一穿戴设备相距预设距离，且第二穿戴设备采集的至少两个被测目标的生理数据与第一穿戴设备采集的对应数据相同。

在具体实施过程中，被测目标在保证第一穿戴设备和第二穿戴设备电量均在50％以上时，穿戴好第一穿戴设备和第二穿戴设备并开启，移动时，第一穿戴设备和第二穿戴设备检测被测目标的生理数据、运动数据和地理位置数据，第二穿戴设备根据两者检测数据对比，对第一穿戴设备进行调整，云端存储模块获取第一穿戴设备和/或第二穿戴设备的采集数据进行存储，上位控制模块根据云端存储模块存储的数据确定被测目标的地理范围边界、生理数据警戒范围，以及运动数据警戒范围，健康管理模块根据设定的各警戒范围设定警戒触发条件发出警报；

可以理解的是，被测目标的生理数据可以为血氧、血压、心率、体温等多项数据，根据被测目标需要监测数据确定。

本发明通过第一穿戴设备和第二穿戴设备对被测目标的生理数据、运动数据和地理位置数据进行实时检测，并将检测到的数据传输至云端存储模块，上位控制模块确定被测目标的地理范围边界、生理数据警戒范围，以及运动数据警戒范围，健康管理模块根据实时检测结果是否触发警戒触发条件判定是否发出警报，提高了系统的检测准确性，缩短了检测时间，并且保证了被测目标的生命健康。

请参阅图3所示，其为基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统第一穿戴设备的结构示意图；

具体而言，所述第一穿戴设备整体设置为鞋型，其中包括：

智能计步单元3，包括第一计步器和第二计步器，分别设置在所述第一穿戴设备的两只鞋底2，用以计算被测目标的步数，智能计步单元根据第一计步器和第二计步器竖直变化的高度差判断对应移动是否为步行移动；

定位单元4，设置在所述第一穿戴设备的鞋面1与鞋底2的交界处，用以根据被测目标的运动方向和运动加速度确定被测目标的步态并通过步态数据和计步数据确定被测目标的移动位置数据；

气压检测单元5，设置在所述第一穿戴设备的鞋面顶部，用以检测被测目标当前所在地的环境气压；

摔倒报警单元6，其分别设置在所述第一穿戴设备的两只鞋的鞋外侧面，与所述定位单元连接，用以检测被测目标的生理数据，并根据分别设置在两只鞋上的陀螺仪的检测结果判断被测目标是否摔倒，以及在判定被测目标摔倒时发出警报寻求帮助；

数据传输单元7，其用以将所述定位单元、所述智能计步单元和所述气压检测单元采集的各数据传递至所述第二穿戴设备或所述上位控制模块；

连接匹配单元8，其用以通过发送对应的匹配信号与所述第二穿戴设备和所述云存储模块建立信息传输通道；

采集控制单元9，其与所述智能计步单元、所述定位单元和所述气压检测单元相连，用以根据所述第一穿戴设备当前电量和被测目标的当前步态控制各个检测单元是否工作；

供电单元10，其与所述智能计步单元、所述定位单元、所述气压检测单元、所述摔倒报警单元、所述数据传输单元、所述连接匹配单元和所述采集控制单元相连，用以向各个单元提供电能。

在具体实施过程中，智能计步单元根据被测对象身体状况确定一个判断步行的预设竖直高度，当被测目标佩戴的第一穿戴设备单次移动高度高于预设竖直高度时，判定为步行一步并计数；定位单元从被测目标的运动速度和运动加速度判断被测目标是否为步行或者使用交通工具，使用交通工具时停止确定步态，节约电量。

摔倒报警单元6根据分别设置在两只鞋上的陀螺仪的检测结果判断被测目标是否摔倒，若两只鞋上的陀螺仪的检测结果均与初始状态偏转设定的角度，例如45°以上，判定被测目标摔倒。

本发明通过第一穿戴设备采集被测目标的生理数据、运动数据和所在地理位置数据，对被测目标实时定位，为健康管理单元提供数据基础，可以检测到被测目标是否摔倒并发出报警寻求帮助，保证被测目标的生命安全。

具体而言，所述第一穿戴设备的所述采集控制单元设置有匹配采集规则，包括：

在第一电量条件下，控制第一穿戴设备采集生理数据和地理位置数据并控制第二穿戴设备采集生理数据、运动数据和地理位置数据；

在第二电量条件下，控制第一穿戴设备采集生理数据、运动数据和地理位置数据并控制第二穿戴设备采集生理数据和地理位置数据；

其中，所述第一电量条件为第一穿戴设备的剩余电量百分比小于等于第二穿戴设备的剩余电量百分比，所述第二电量条件为第一穿戴设备的剩余电量百分比大于第二穿戴设备的剩余电量百分比。

可以理解的是，通过合理分配第一穿戴设备和第二穿戴设备进行采集数据，能够在获得全部需求数据的同时根据电量合理分配采集能力，提高了穿戴设备的续航时长。

具体而言，所述采集控制单元设置有采集周期控制策略，包括：

在第三电量条件下，控制第一穿戴设备的各数据的采集周期增大；

在第四电量条件下，控制第一穿戴设备的智能计步单元停止计步，向所述健康管理模块传输当前被测目标的位置信息并且控制定位单元停止确定被测目标的步态；

其中，所述第三电量条件为第一穿戴设备的供电单元当前电量低于电量最大值的20％；所述第四电量条件为第一穿戴设备的供电单元当前电量低于电量最大值的10％。

在具体实施过程中，在不同电量的状态下，第二穿戴设备对被测目标发出电量提示，被测目标可以根据当前电量状态灵活确定返程时间或寻找充电设备进行电能补充。

本发明通过设置在不同电量下的工作条件，保证可以实时检测被测目标的地理位置数据和生理数据，保证检测被测目标的地理位置状态和生理状态，进一步被测目标的生命安全。

具体而言，所述定位单元包括：

方向感应器，其用以根据以方向传感器为中心定义的空间上的8个象限确定被测目标每次改变方向时新的移动方向；

速度感应器，其用以确定被测目标的移动速度，并确定被测目标的移动状态；

加速度感应器，其设置在所述定位单元靠近鞋最前端一侧，加速度传感器中设置有由轻质材料制造成的质量块，用以根据质量块受到的惯性力测量被测目标运动加速度。

具体而言，所述定位单元根据被测目标的运动方向和运动加速度确定被测目标的步态并通过步态数据和计步数据确定被测目标的移动位置数据，被测目标的当前位置由下式确定：

L为当前位置，l为当前测量的初始位置，为单次步态矢量，为第i次步态矢量，n为本次测量的总步态数。

本发明通过被测目标的步态和被测目标的步态数据和计步数据确定被测目标的位置，实时测量各种信息保证了对被测目标定位的准确性，同时也可以保证低电量状态下的位置准确性。

可以理解的是，单次步态矢量能够通过单次检测的被测目标的运动方向和运动加速度确定，在实施中，通过获得单步移动开始和结束时的运动加速度和运动方向(加速度方向)，确定单步运动的单次步态矢量的方向，通过单步移动的时间与运动速度进行拟合，确定单步步长，得到单步运动的单次步态矢量的长度，从而确定单步运动的单次步态矢量，各步的步态矢量进行叠加，并投射至已存储的地图中进行位置确定，能够获得被测目标的当前地理位置。

具体而言，所述云端存储模块根据所述第二穿戴设备的数据矫正所述第一穿戴设备传递的数据；

若第二穿戴设备的定位数据与第一穿戴设备的定位数据偏差超出范围，所述云端存储模块根据方向偏差和距离偏差确定定位单元的调整方式；

若方向偏差超出预设方向偏差范围且距离偏差小于预设距离偏差范围，所述云端存储模块采用方向矫正向量矫正采集的所述运动方向，并计算被测目标的移动位置数据；

若方向偏差小于预设方向偏差范围且距离偏差大于等于预设距离偏差范围，所述云端存储模块采用步长矫正量矫正采集的步长数据，并计算被测目标的移动位置数据；

若方向偏差大于等于预设方向偏差范围且距离偏差大于等于预设距离偏差范围，所述云端存储模块采用方向矫正向量矫正采集的所述运动方向和步长矫正量矫正采集的步长数据，并计算被测目标的移动位置数据。

在具体实施过程中，第二穿戴设备整体设置为手表型，第二穿戴设备获取地理位置数据的方式为实时无线定位，可以理解的是，本发明中第二穿戴设备使用的实时无线定位方式可以是现有技术中的任意一种，在此不做具体限定；

可以理解的是，在实施中，第二穿戴设备的初始位置的定位数据与第一穿戴设备的的初始位置的定位数据默认以调整至一致，从而，第一穿戴设备的当前位置的定位数据与初始位置定位数据形成第一定位矢量，第二穿戴设备的当前位置的定位数据与初始位置定位数据形成第二定位矢量，第一定位矢量与第二定位矢量的夹角数值记为方向偏差的数值，方向偏差的正负由第一定位矢量方向旋转至第二定位矢量方向的旋转方向确定，顺时针方向记为正值，逆时针方向记为负值；

同理的，第一定位矢量与第二定位矢量的长度数值记为距离偏差的数值，距离偏差的正负由第一定位矢量的长度与第二定位矢量的长度的大小关系确定，第一定位矢量的长度小于第二定位矢量的长度记为正值，第一定位矢量的长度大于第二定位矢量的长度记为负值。

方向矫正向量θ能够通过方向偏差与初始状态到当前状态的方向改变次数进行计算，公式如下：

其中，ΔΘ为方向偏差，NA为初始状态到当前状态的方向改变次数；

调整后的单次步态矢量的方向Θ_b为：

Θ_b＝θ+Θ_a

其中，Θ_a为第一穿戴设备的单次检测的单次步态矢量的方向。

步长矫正量s能够通过距离偏差与初始状态到当前状态的方向改变次数进行计算，公式如下：

其中，ΔS为距离偏差；

调整后的单次步态矢量的长度S_b为：

S_b＝s+S_a

其中，S_a为第一穿戴设备的单次检测的单次步态矢量的方向。

第一穿戴设备的定位数据由实时定位数据确定，距离偏差根据实时定位数据与第二穿戴设备计算的定位数据作差得到，对应的预设距离偏差范围根据被测目标个体定位确定，但其应满足距离偏差小于等于总移动距离的5％；方向偏差根据实时定位数据与初始位置形成的向量与第二穿戴设备计算的定位数据与初始位置形成的向量作差得到角度为方向偏差，其应满足方向偏差小于等于10°。

本发明在第二穿戴设备的定位数据与第一穿戴设备的定位数据偏差超出范围通过不同的调整方式对定位单元进行调整，保证了对被测目标定位的准确性，并且不影响其他数据的检测，保证系统的工作状态。

具体而言，所述定位单元根据单个运动周期的运动方向确定运动形态，并根据运动形态确定气压检测单元的工作方式；

若运动方向为第一运动方向，判定被测目标为高度方向运动，并控制所述气压检测单元开始工作检测被测目标的高度；

若运动方向为第二运动方向，判定被测目标为长度方向运动，并控制所述气压检测单元关闭；

其中，所述第一运动方向为被测目标在运动周期末的位置与运动周期初始位置连线与水平方向夹角大于等于10°；所述第二运动方向为被测目标在运动周期末的位置与运动周期初始位置连线与水平方向夹角小于10°。

本发明根据被测目标是否进行高度方向运动调整气压检测单元的工作状态，减少了供电单元的电量消耗，提高了系统的续航能力，增加了对被测目标的检测时间。

具体而言，所述健康管理模块根据所述上位控制模块设定的各个警戒范围进行检测，并在对应的所述警戒触发条件下向报警终端发送报警信息；

其中，对应的警戒触发条件分为生理警戒触发条件、运动警戒触发条件和地理位置警戒触发条件。

具体实施过程中，生理警戒触发条件为检测到被测目标生理数据超出所述生理数据警戒范围；运动警戒触发条件为检测到被测目标运动数据超出所述运动数据警戒范围；地理位置警戒触发条件为检测到被测地理位置超出地理范围边界。

具体而言，所述报警终端包括：

单个接收终端，用于接收检测的被测目标各项生理数据、运动数据和地理位置数据；

对应的所述第一穿戴设备或第二穿戴设备报警终端，其与所述第一穿戴设备和所述第二穿戴设备连接，用于在检测到被测目标的各项生理数据、运动数据和地理位置数据达到对应的警戒触发条件下时进行报警。

本发明通过设置警戒触发条件向被测目标进行报警，可以根据被测目标设定对应的警戒触发条件，保证报警的准确率，避免提前报警给被测目标带来困扰，且避免报警延迟威胁到被测目标生命健康。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统，其特征在于，包括：

第一穿戴设备，其用以通过第一穿戴方式设置在被测目标上，用以采集被测目标的生理数据、运动数据和所在地理位置数据；

第二穿戴设备，其在第一匹配条件下，与对应的单个所述第一穿戴设备连接，用以采集被测目标的生理数据、运动数据和地理位置数据，以及获取第一穿戴设备采集各数据，并对所述被测目标的位置数据进行校正；

云端存储模块，其分别与所述第一穿戴设备以及所述第二穿戴设备相连，用以获取第一穿戴设备和/或第二穿戴设备的采集数据进行存储；

上位控制模块，其与所述云端存储模块相连，用以设定被测目标的地理范围边界、生理数据警戒范围，以及运动数据警戒范围；

健康管理模块，其与所述上位控制模块相连，用以根据第一穿戴设备和/或第二穿戴设备采集的被测目标的生理数据、运动数据和所在地理位置数据，并根据设定的各警戒范围设定警戒触发条件，并在触发时向被测目标发出对应警告；

其中，所述第一穿戴方式为穿戴至被测目标脚部，所述第一匹配条件为所述第二穿戴设备与所述第一穿戴设备相距预设距离，且第二穿戴设备采集的至少两个被测目标的生理数据与第一穿戴设备采集的对应数据相同。

2.根据权利要求1所述的基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统，其特征在于，所述第一穿戴设备整体设置为鞋型，其中包括：

智能计步单元，包括第一计步器和第二计步器，分别设置在所述第一穿戴设备的两只鞋底，用以计算被测目标的步数，智能计步单元根据第一计步器和第二计步器竖直变化的高度差判断对应移动是否为步行移动；

定位单元，设置在所述第一穿戴设备的鞋面与鞋底的交界处，用以根据被测目标的运动方向和运动加速度确定被测目标的步态并通过步态数据和计步数据确定被测目标的移动位置数据；

气压检测单元，设置在所述第一穿戴设备的鞋面顶部，用以检测被测目标当前所在地的环境气压；

摔倒报警单元，其分别设置在所述第一穿戴设备的两只鞋的鞋外侧面，与所述定位单元连接，用以检测被测目标的生理数据，并根据分别设置在两只鞋上的陀螺仪的检测结果判断被测目标是否摔倒，以及在判定被测目标摔倒时发出警报寻求帮助；

数据传输单元，其用以将所述定位单元、所述智能计步单元和所述气压检测单元采集的各数据传递至所述第二穿戴设备或所述上位控制模块；

连接匹配单元，其用以通过发送对应的匹配信号与所述第二穿戴设备和所述云存储模块建立信息传输通道；

采集控制单元，其与所述智能计步单元、所述定位单元和所述气压检测单元相连，用以根据所述第一穿戴设备当前电量和被测目标的当前步态控制各个检测单元是否工作；

供电单元，其与所述智能计步单元、所述定位单元、所述气压检测单元、所述摔倒报警单元、所述数据传输单元、所述连接匹配单元和所述采集控制单元相连，用以向各个单元提供电能。

3.根据权利要求2所述的基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统，其特征在于，所述第一穿戴设备的所述采集控制单元设置有匹配采集规则，包括：

在第一电量条件下，控制第一穿戴设备采集生理数据和地理位置数据并控制第二穿戴设备采集生理数据、运动数据和地理位置数据；

在第二电量条件下，控制第一穿戴设备采集生理数据、运动数据和地理位置数据并控制第二穿戴设备采集生理数据和地理位置数据；

其中，所述第一电量条件为第一穿戴设备的剩余电量百分比小于等于第二穿戴设备的剩余电量百分比，所述第二电量条件为第一穿戴设备的剩余电量百分比大于第二穿戴设备的剩余电量百分比。

4.根据权利要求3所述的基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统，其特征在于，所述采集控制单元设置有采集周期控制策略，包括：

在第三电量条件下，控制第一穿戴设备的各数据的采集周期增大；

在第四电量条件下，控制第一穿戴设备的智能计步单元停止计步，向所述健康管理模块传输当前被测目标的位置信息并且控制定位单元停止确定被测目标的步态；

其中，所述第三电量条件为第一穿戴设备的供电单元当前电量低于电量最大值的20％；所述第四电量条件为第一穿戴设备的供电单元当前电量低于电量最大值的10％。

5.根据权利要求4所述的基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统，其特征在于，所述定位单元包括：

方向感应器，其用以根据以方向传感器为中心定义的空间上的8个象限确定被测目标每次改变方向时新的移动方向；

速度感应器，其用以确定被测目标的移动速度，并确定被测目标的移动状态；

加速度感应器，其设置在所述定位单元靠近鞋最前端一侧，加速度传感器中设置有由轻质材料制造成的质量块，用以根据质量块受到的惯性力测量被测目标运动加速度。

6.根据权利要求5所述的基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统，其特征在于，所述定位单元根据被测目标的运动方向和运动加速度确定被测目标的步态并通过步态数据和计步数据确定被测目标的移动位置数据，被测目标的当前位置由下式确定：

L为当前位置，l为当前测量的初始位置，为单次步态矢量，为第i次步态矢量，n为本次测量的总步态数。

7.根据权利要求6所述的基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统，其特征在于，所述云端存储模块根据所述第二穿戴设备的数据矫正所述第一穿戴设备传递的数据；

若第二穿戴设备的定位数据与第一穿戴设备的定位数据偏差超出范围，所述云端存储模块根据方向偏差和距离偏差确定定位单元的调整方式；

若方向偏差超出预设方向偏差范围且距离偏差小于预设距离偏差范围，所述云端存储模块采用方向矫正向量矫正采集的所述运动方向，并计算被测目标的移动位置数据；

若方向偏差小于预设方向偏差范围且距离偏差大于等于预设距离偏差范围，所述云端存储模块采用步长矫正量矫正采集的步长数据，并计算被测目标的移动位置数据；

若方向偏差大于等于预设方向偏差范围且距离偏差大于等于预设距离偏差范围，所述云端存储模块采用方向矫正向量矫正采集的所述运动方向和步长矫正量矫正采集的步长数据，并计算被测目标的移动位置数据。

8.根据权利要求7所述的基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统，其特征在于，所述定位单元根据单个运动周期的运动方向确定运动形态，并根据运动形态确定气压检测单元的工作方式；

若运动方向为第一运动方向，判定被测目标为高度方向运动，并控制所述气压检测单元开始工作检测被测目标的高度；

若运动方向为第二运动方向，判定被测目标为长度方向运动，并控制所述气压检测单元关闭；

其中，所述第一运动方向为被测目标在运动周期末的位置与运动周期初始位置连线与水平方向夹角大于等于10°；所述第二运动方向为被测目标在运动周期末的位置与运动周期初始位置连线与水平方向夹角小于10°。

9.根据权利要求8所述的基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统，其特征在于，所述健康管理模块根据所述上位控制模块设定的各个警戒范围进行检测，并在对应的所述警戒触发条件下向报警终端发送报警信息；

其中，对应的警戒触发条件分为生理警戒触发条件、运动警戒触发条件和地理位置警戒触发条件。

10.根据权利要求9所述的基于可穿戴设备的实时定位与健康检测管理系统，其特征在于，所述报警终端包括：

单个接收终端，用于接收检测的被测目标各项生理数据、运动数据和地理位置数据；

对应的所述第一穿戴设备或第二穿戴设备报警终端，其与所述第一穿戴设备和所述第二穿戴设备连接，用于在检测到被测目标的各项生理数据、运动数据和地理位置数据达到对应的警戒触发条件下时进行报警。